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MINERALOGÍA SISTEMÁTICA: SILICATOS

MINERALOGÍA SISTEMÁTICA: SILICATOS. Silicatos. Importancia de los silicatos. El 92% de los minerales de la corteza terrestre son silicatos. 3%. 8%. Silicatos. Estructura fundamental de los silicatos. 2-. Polimerización. Silicatos. Clasificación de los Silicatos. Silicatos.

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MINERALOGÍA SISTEMÁTICA: SILICATOS

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  1. MINERALOGÍA SISTEMÁTICA: SILICATOS

  2. Silicatos Importancia de los silicatos • El 92% de los minerales de la corteza terrestre son silicatos 3% 8%

  3. Silicatos Estructura fundamental de los silicatos 2- Polimerización

  4. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  5. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  6. Silicatos Coordinación de los elementos comunes en los silicatos 4 Las relaciones de radio entre los elementos comunes y el oxigeno en los silicatos determina su número de coordinación y su posición en la estructura de los silicatos Si4+, Al3+ Mn2+, Fe3+, Fe2+, Mg2+, Ti4+, Al3+ 6 8 Na+, Ca2+, K+ 12 K+

  7. Silicatos Cualquier silicato corriente puede ser expresado por esta fórmula Cationes medianos coord. 6: Mg+, Fe3+o 2+, Mn2+, Al3+, Ti4+ Oxígeno Xm Yn (ZpOq)Wr Grupos aniónicos adicionales: F-, Cl-, (OH)- etc. Cationes grandes con carga débil coor. 8: Ca, Na+, K+, Rb, Ba, Li, Cationes chicos con fuerte carga coord 4: Si4+, Al+3

  8. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  9. Silicatos Nesosilicatos: Tetraedros independientes SiO4 Enlaces iónicos Posiciones catiónicas M1 y M2 = Mg y Fe Cationes intersticiales coordinados octaédricamente projection • Empaquetamiento atómico denso • Alto peso específico y dureza • No tienen direcciones pronunciadas de exfoliación Olivino(100)

  10. CLASIFICACIÓN Grupo del Zircón Zircón ZrSiO4 Grupo del Al AndalucitaAl2 SiO5 SilimanitaAl2 SiO5 CianitaAl2 SiO5 TopacioAl2(SiO4)(F, OH)2 EstaurolitaFe2Al9O6 (SiO4)4(O, OH)2 Grupo de la Humita Condrodita-Mg5(SiO4)2(F, OH)2 Datolita-CaB(SiO4)(OH) Esfena-CaTiO(SiO4) Cloritoide (Fe,Mg),Al4O2(SiO4)(HO)4 Grupo de la Fenaquita FenaquitaBe2(SiO4) Willemita Zn2(SiO4) Grupo del Olivino Fosterita-Fayalita-(Fe, Mg)2(SiO4) Grupo del Granate Piropo Mg3Al2(SiO4)3 AlmandinoFe3Al2(SiO4)3 EspesartinaMn3Al2(SiO4)3 UvarovitaCa3Cr2(SiO4)3 GrosulariaCa3Al2(SiO4)3 AndraditaCa3Fe2(SiO4)3

  11. Nesosilicatos Grupo del Olivino • Ortorrómbico • Son comunes en las rocas ígneas máficas y ultramáficas (gabro peridotita, basaltos). La dunita está casi enteramente formada por olivino de alta temperatura. • Fayalita en rocas metamórficas ricas en hierro y granitos alcalinos • Fosterita en mármoles dolomíticos H= 6,5-7; G= 3,27-4,37; color verde amarillo a verde castaño al aumentar el Fe. Transparente a traslúcido Usos: Gema, y como arena refractaria para la fundición Fayalita Forsterita

  12. Nesosilicatos Grupo del Granate • Sistema cúbico. • Generalmente son euhedrales cristalizan en la clase hexaquisoctaédrica • En rocas metamórficas (esquistos micáceos y gneis), en las peridotitas del manto, en skarns • Rocas ígneas de altas presiones ricas en aluminio • H=6,5-7,5; G=3,5-4,3; Brillo vítreo a resinoso; Color rojo-verde, negro; raya blanca; transparente a translúcido • Usos: Gemas, abrasivos Almandino Uvarovita Subespeciesisoestructurales: PiropoMg3Al2(SiO4)3 AlmandinoFe3Al2(SiO4)3 EspesartinaMn3Al2(SiO4)3 UvarovitaCa3Cr2(SiO4)3 GrosulariaCa3Al2(SiO4)3 AndraditaCa3Fe2(SiO4)3 Grosularia Piropo

  13. Nesosilicatos Grupo del Aluminio Silimanita Polimorfos de Al Cianita • Se encuentran en rocas alumínicas metamórficas como esquistos, hornfels. • Cianita H=5 G=3,55-3,66/ Sillimanita H=6-7; G=3,23 y Andalucita H=7 =G3,16 • Usos: Gemas, bujías de motores, abrasivos Andalucita Al2 SiO5 (Ortorrómbico) SilimanitaAl2 SiO5 (Ortorrómbico) CianitaAl2 SiO5 (Triclínico) Topacio Al2(SiO4)(F, OH)2 Estaurolita Fe2Al9O6 (SiO4)4(O, OH)2 Andalucita • La presencia de uno u otro polimorfo aportan una idea sobre las condiciones de temperatura y presión, indicadores de grados de metamorfismo

  14. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  15. Sorosilicatos Estructura (Ej. Epidota)Grupos de Si2O7Tetraedros unidos por sus vértices + tetraedros independientes y cadenas de octaedros formados por AlO6 y AlO4 Celda unidad Posición octaédrica adicional fuera de las cadenas

  16. Sorosilicatos Clasificación Isoestructurales

  17. Sorosilicatos Grupo de la Epidota • Clinozoisita-Epidoto (Ca,Al,Fe) • Monoclínicos alargados según su eje b • Peculiar color verde pistacho, exfoliación perfecta, • H=6,7; G= 3,25; Brillo=vítreo • Metamorfismo regional, de contacto, retrógrado • Epidotización: metasomatismo de baja temperatura (en venas) • Uso: Gema Allanita (Ca,Ce,Fe) • Monoclínico • H=5,5-6; G=3, 5-4,2; Brillo submetálico, Color castaño a negro • Radiactivo • Como mineral accesorio de rocas ígneas Epidoto Clinozoisita Alanita

  18. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  19. Ciclosilicatos Estructura (Ej. Turmalina)Anillos Si6O18alrededor de cuyocentroalternan Na+ y OH-. Intercalados con los anillosestánlasláminas de grupos BO3triangulares. Los gruposoctaédricos (Li, Mg, Al)O4(OH)2enlazanconjuntamente los anillos de Si6O18 y los grupos BO3

  20. Ciclosilicatos Clasificación De tres T BENITOITA BaTi(Si3O9) De cuatro T PAGODITA Ca2Cu2Al2Si4O12 De seis T CORDIERITA (Mg,Fe)2Al4Si5O18.H2O BERILO Be3Al2(Si6O18) TURMALINA (Na,Ca)(Li,Mg,Al)(Al,Fe,Mn)6(BO3)(Si6O18)(HO)

  21. Ciclosilicatos Propiedades Físicas

  22. morganita esmeralda Variedades de Berilo aguamarina heliodoro

  23. Rica en Fe se denomina Chorlo (negra); Mg, (dravita); Li (elbaita), colores suaves con tonos verdes (verdelita), rojos (rubelita), azul (indicolita).

  24. Ciclosilicatos CORDIERITA

  25. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  26. Inosilicatos PIROXENOSInosilicatos de cadenas simples: SiO3 • Fórmula general : • W1-P (X,Y)1+P Z2O6 • Donde • W = Ca2+ Na+ • X = Mg2+ Fe2+ Mn2+ Ni Li+ • Y = Al3+ Fe3+ Cr3+ Ti4+ • Z = Si4+ Al3+ • Son anhidros y de altatemperatura

  27. Inosilicatos Estructura Cadenas simples de SiO3 que corren paralelamente al eje c y doble cadena octaédrica a la cual están ligadas. Las cadenas se unen por enlaces iónicos. Bandas T-O-T. T Posiciones catiónicas M1 y M2 M1 = octaedro regular M2 = poliedro irregular O T

  28. Inosilicatos Monoclínico y Ortorrómbico H=5,5-6 G=3,2-3,6 Clivaje bueno en 2 direcciones Rocas ígneas básicas : peridotitas, gabros, noritas, basaltos (Hipersteno). Comúnmente se los encuentra asociados a olivino y plagioclasa Metamórficas (Diópsido) Wollastonita Diopsido Color blanco a verde claro. La augita es negra Augita Monoclínicos Enstatita Color gris, amarillo, verde y castaño Ortorrómbicos Hiperstena

  29. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  30. Inosilicatos ANFÍBOLESInosilicatos de cadenasdobles: Si4O11 • Fórmula general • W0-1 X2 Y5 [Z8O22] (OH, F, Cl)2 • W = Na+ K+ • X = Ca2+ Na+ Mg2+ Fe2+ (Mn Li) • Y = Mg2+ Fe2+ Mn2+ Fe3+Al3+ Ti4+ • Z = Si4+ Al3+ • Son hidratados, menosestabilidadtérmica con respecto a los piroxenosque son másrefractarios

  31. Inosilicatos Estructura Doblecadena Si4O11dirigidaparalelamente al eje c y bandaoctaédricaligada a ella. (Banda T-O-T: doble de anchas en relación con la de los piroxenos). OH- T Ej. Hormblenda : (Ca, Na)2-3 (Mg, Fe, Al)5 [(Si,Al)8O22] (OH)2 O azul = anillos de tetraedros Si, Al morado= M1 rosa = M2 Celeste = M3: estas posiciones albergan cationes con cordinación 6: octaedros T Libro 22.22a

  32. Inosilicatos Clasificación Ca-Mg-Fe Anfíbol “cuadrilátero” Libro 22.23a Tremolita Ferroactinolita Actinolita Ca2Mg5Si8O22(OH)2 Ca2Fe5Si8O22(OH)2 Monoclínico Clinoanfíboles Antofilita Cummingtonita-grunerita Grunerita Mg7Si8O22(OH)2 Fe7Si8O22(OH)2 Ortorrómbico Orthoanfíboles

  33. Inosilicatos Propiedades Físicas Antofilita Hornblenda Tremolita Usos: Asbestos, piedras preciosas

  34. Inosilicatos Ocurrencias de los anfíboles Tremolita(Ca-Mg) en mármol, skarns Actinolita (Ca-Fe-Mg) ocurre en rocas con bajo grado metamórfico y rocas ígneas básicas Ortoanfíboles y cummingtonite-grunerite(todos Ca-free, ricos en Mg-Fe) son metamórficos (de rocas ultrabásicas y sedimentarias) La hormblendaocurre en un amplia variedad de rocas ígneas y metamórficas Losanfíboles sódicosson metamórficos de zonas de subducción Alta P/T, de rocas denominadas esquistos azules Riebeckitees común en granitoides sódicos

  35. Inosilicatos Similitudes y diferencias de los anfíboles y piroxenos • Los piroxenos y anfíboles son similares en: • Ambos están formados por cadenas de tetraedros SiO4 • La dimensión c de la celda unidad, vale aproximadamente 5,2 Å • Las cadenas están conectadas por los cationes octaédricos • Los mismos cationes se presentan en ambos grupos • Las formas ricas en Ca son monoclínicas • Las formas pobres en Ca son ortorrómbicas • Color, brillo y dureza similares • Los piroxenos y anfíboles son similares en: • Presencia de (OH)- en los anfíboles • Peso específico e índice de refracción más bajos en los anfíboles • Cristales con diferentes hábitos: piroxeno: prismas gruesos, anfíboles: cristales alargados, aciculares • Los piroxenos cristalizan a T° más elevadas que los anfíboles • Sus clivajes son diferentes y se relacionan directamente con la estructura de la cadena subyacente

  36. Inosilicatos Piroxeno Anfíbol b a Los ángulos de clivaje basal son de aprox. 90° en piroxenos y de 120° en anfíboles. Libro 22.24

  37. Silicatos Clasificación de los Silicatos

  38. Filosilicatos Estructura (Ej. Muscovita) - Tetrahedros SiO4 polimerizados en hojas: [Si2O5] - La mayor parte son hidratados. Los tetraedros se unen formando hexágonos y en los centros de los mismos, a la altura del oxígeno apical, se ubican los oxidrilos - Enlazados a esta red regular de oxígenos apicales y grupos OH de composición (Si2O5OH)3- se ubica una lámina de octaedros regulares.

  39. Filosilicatos LA HOJA OCTAEDRICA Mg6(OH)12 y su carga neta es cero Hoja tipo “Brucita” 6 OH -6 6 Mg +12 6 OH -6 Hoja Trioctaédrica

  40. Filosilicatos LA HOJA OCTAEDRICA Al4(OH)12 y su carga neta es cero Hoja tipo “Gibbsita” 6 OH -6 4 Al +12 6 OH -6 Hoja Dioctaédrica

  41. Filosilicatos Trioct. Dioc. Clasificación Capas T-O o T-O-T son eléctricamente neutras y están enlazadas por fuerzas débiles de Van der Waals

  42. Filosilicatos Serpentina: Mg3 [Si2O5] (OH)4 Hojas T y Hojas trioctaédricas (Mg2+) = Capas apiladadas T-O (OH) en el centro de los anillos Monoclínico Rocas ígneas y metamórficas T O - T O - T O vdw vdw Yellow = (OH)

  43. Octahedros son un poco más grande que el tetradro y por eso se pliegan T-O layers (after Klein and Hurlbut, 1999). Serpentina Antigoritase mantienecomounahoja dado quealternan los segmentos de curvaturaopuesta Crisotila (variedadfibrosa) no lo hace y tiende a enrrollarse en tubos

  44. Filosilicatos Kaolinita: Al2 [Si2O5] (OH)4 Hojas T y Hojas O dioctaédricas de (Al3+) = Capas T-O (OH) en el centro de los anillos T Triclínico Arcilla: meteorización o alteración hidrotermal de feldespatos T O - T O - T O vdw vdw Yellow = (OH)

  45. Filosilicatos Talco: Mg3 [Si4O10] (OH)2 Hojas T – Hojas trioctaédricas (Mg2+) – Hojas T = Capas apiladas T-O-T Monoclínico Rocas metamórficas de bajo grado T O T - T O T - T O T vdw vdw Yellow = (OH)

  46. Filosilicatos Pirofilita:Al2 [Si4O10] (OH)2 HojasT – Hojas dioctaédricas (Al3+) – Hojas T = capas T-O-T Monoclínico Rocas metamórficas (con cianita) T O T - T O T - T O T vdw vdw

  47. Filosilicatos Muscovita: K Al2 [Si3AlO10] (OH)2 Hoja T – Hoja dioctaédrica (Al3+) – Hoja T - K Monoclínico Granitos y pegmatitas graníticas, esquistos micáceos • T O T • K • T O T • K

  48. Filosilicatos • CLORITA: (Mg, Fe)3 [(Si, Al)4O10] (OH)2 (Mg, Fe)3 (OH)6 • T - O - T - (brucita) - T - O - T - (brucita) - T - O - T – • Muyhidratada (OH)8, Estable a muy bajas temperaturas (bajo grado metamórfico: indicadora de facies de esquistos verdes, constituyente de rocas ígneas: alteración de minerales máficos) Mg • Hojas octaédricas: • di/di • tri/tri • mixtas: di/tri, or tri/di (tri) Al - Mg 14 Å Mg Sustitución de Mg por Al (en hoja de hidróxido) = 1 carga +

  49. Filosilicatos Propiedades Físicas Hábito hojoso-escamoso, Una dirección de clivaje dominante. Son blandos H=2, G= 2,5-2,8; Láminas flexibles de extensión indefinida; Son hidratados En rocas ígneas (micas), sedimentarias (caolinita) y metamórficas (flogopita, serpentina) Usos Serpentinas: antiguamente como amianto. En joyería y marmolería. Grupo de los minerales arcillosos: se utilizan en la fabricación de cerámicos, ladrillos, en barreras de impermeabilización de RSU y peligrosos; lodos de inyección de petróleo; en represas; la caolinita en la carga del papel. Perfumería (talco).

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